JPH1172102A - 案内電磁制御バルブおよび同バルブを使用する液圧制御装置 - Google Patents

案内電磁制御バルブおよび同バルブを使用する液圧制御装置

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JPH1172102A
JPH1172102A JP20245598A JP20245598A JPH1172102A JP H1172102 A JPH1172102 A JP H1172102A JP 20245598 A JP20245598 A JP 20245598A JP 20245598 A JP20245598 A JP 20245598A JP H1172102 A JPH1172102 A JP H1172102A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液圧流体の流れを比例的に制御する案内動作
型制御バルブを提供する。 【解決手段】 この案内動作型制御バルブは流入部と流
出部を画成するハウジングを有する。主バルブポペット
は流入部と流出部間の流体の流れを制御するために選択
的にバルブシートと係合する。主バルブポペット内の開
口部はバルブシートから離間した主ポペットの側の制御
チャンバに開口する。案内通路は流入部と制御チャンバ
間の流入区画と、開口部と制御チャンバ間の流出区画と
を有する主バルブポペットに形成される。案内ポペット
は制御チャンバと開口部間の連通を選択的に封じる本体
を有し、この本体に取り付けられた圧力平衡ステムは開
口部内に延在する。この開口部平衡ステムは流出区画の
圧力で作用する凹部と、流入区画の圧力で作用する端部
を有する。この案内動作型制御バルブは圧縮逆止バルブ
および/または逆流防止バルブを内蔵している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は案内動作型液圧バル
ブに関し、特に、複数の安全バルブに沿って液圧バルブ
を内蔵した液圧制御装置に関する。
【0002】
【従来技術】建設機械類は液圧シリンダとピストンの構
成により動作する可動部材を持っている。シリンダはピ
ストンにより2つの内部チャンバに分割され、一方のチ
ャンバに圧力を掛けられた作動油を選択的に印加すると
ピストンを対応する方向に移動させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】シリンダに作動油を印
加する場合、典型的には、米国特許第5,579,64
2号に記載されたバルブのような手動バルブにより制御
される。この種のバルブでは、手動操作者のレバーはバ
ルブ内のスプールに機械的に接続される。バルブ内の空
洞に対する種々の位置にスプールを動かすことにより加
圧された作動液をポンプからシリンダチャンバの一つに
流し、他のチャンバから排出することができる。スプー
ルが動く程度を変えることにより、関連したチャンバの
流速を変更でき、ピストンを比例的に異なる速さで移動
させることが可能である。
【0004】建設機械に対する最近の傾向は手動で動作
する液圧バルブから電気的に制御される装置およびソレ
ノイド(電磁)バルブを使用することである。この種の
制御は、制御バルブを運転台に配置する必要がないの
で、液圧配管工事を簡略化する。この技術への変更によ
り各種の機械機能の制御をコンピュータ化することを容
易にしている。
【0005】作動液の流れを制御し、電機子をバルブを
開口する方向に移動させる電磁コイルを採用しているソ
レノイドバルブは良く知られている。電機子またはバル
ブ部材はバネで負荷を与えられており、電流がソレノイ
ドコイルから除去されるとバルブが閉鎖される。その結
果、ソレノイドは液圧シリンダを制御された速度で上昇
および下降させるために2方向に同じ割合の動きを要求
する標準バルブスプールを動作させるために通常使用さ
れない。
【0006】従って、米国特許第4,276,781号
に開示されたような駆動される各シリンダチャンバ用の
一対のソレノイド動作型バルブを利用した装置が案出さ
れた。このシリンダチャンバ用に、一方のソレノイドバ
ルブはポンプによる圧力を受けた流体の印加を制御して
ピストンを一方向に移動させ、他方のソレノイドバルブ
はチャンバからタンクに流体を排出するために交互に開
口して、ピストンを反対方向に移動させる。このように
して、もし両シリンダチャンバを駆動する場合、4個の
ソレノイドバルブが必要とされ、さらに2個の供給バル
ブと2個のドレインバルブが必要とされる。
【0007】ピストンに対する過大な負荷または装置内
で発生した圧力が性能に悪影響しないことまたは安全性
の問題を生じさせないことを確保するために、逆止バル
ブと圧力開放バルブを上述の制御装置に追加する必要が
ある。従って、通常の装置は比較的大きい物理的な構造
を可能にする多数の分離したソレノイドバルブと安全バ
ルブ付きの搭載ブロックを内蔵している。
【0008】本発明の目的は、作動液の流れを比例的に
制御する電磁動作型案内バルブを提供することにある。
本発明の他の目的は、案内バルブ用の圧力平衡機構を提
供することにある。本発明の更に他の目的は、複数の逆
止バルブを電磁動作型バルブに内蔵して、分離した複数
の逆止バルブを不要し、液圧制御装置のサイズを減少さ
せることが可能な構造体を提供することにある。本発明
のさらに他の目的は、複数の一体型補償逆止バルブおよ
び負荷検知装置付きの電磁動作型案内バルブを提供する
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】これらとその他の目的は
流入通路と流出通路を画成する本体を有する案内動作型
制御バルブを含む装置により応じられる。本発明によれ
ば、案内動作型制御バルブが流入通路と流出通路を画成
する本体と;前記流入通路と前記流出通路間の流体の流
れを制御するために前記本体内のバルブシートを選択的
に係合する主バルブと;前記バルブシートから離間した
前記主バルブパペットのある側に設けられた制御チャン
バと;前記主バルブポペット内に形成され、前記制御チ
ャンバに開口し、前記流入通路と通じる内部端部を有す
る開口部と;前記主バルブポペット弁内に形成され、前
記流入通路と前記制御チャンバ間に延在する流入区画
と、前記開口部と前記制御チャンバ間に延在する流出区
画からなるた案内通路と;前記制御チャンバと前記開口
部間の通路を選択的に封鎖し、ポペット本体に取り付け
られ、前記開口部に延在する圧力平衡ステムを有する前
記ポペット本体を有し、尚、前記圧力平衡ステムは前記
流出区画の圧力により作用する凹部と前記流入区画の圧
力により作用する端部を持っている、案内ポペット弁
と;前記主バルブポペットに対して前記案内ポペットを
移動させるために動作可能に結合されたアクチュエータ
とからなることを特徴とする。
【0010】本発明の案内動作型制御バルブにおいて、
案内ポペットは流体が前記案内ポペットの両側間に流れ
る通路を有することを特徴とする。
【0011】本発明の案内動作型制御バルブにおいて、
アクチュエータは前記案内ポペットを動作させる電機子
を有するソレノイドであることを特徴とする。
【0012】本発明の案内動作型制御バルブにおいて、
アクチュエータはソレノイドからなり、前記ソレノイド
が電磁コイルと;前記電機子内で受けられる案内ポペッ
トを有する前記電磁コイル内の環状電機子と;前記電機
子にたいして前記案内ポペットを押しつけるバネとから
なることを特徴とする。
【0013】本発明の案内動作型制御バルブにおいて、
前記本体が負荷感知流入部を有し、さらに前記流入通路
からの圧力超える前記負荷感知流入部の圧力に応答し
て、前記流入通路と前記流出通路間の流体の連通を閉鎖
する前記本体内に設けられた圧力補償器からなることを
特徴とする。
【0014】本発明のの案内動作型制御バルブにおい
て、前記流入通路と前記流出通路間の流体連通が閉鎖す
る位置に向かって前記圧力補償器を押しつけるバネを更
に有することを特徴とする。
【0015】本発明の案内動作型制御バルブは更に前記
負荷感知流入通路と前記流出通路間に延在する負荷感知
通路と;前記負荷感知流入部の圧力が前記流出部の圧力
より大であると、前記負荷感知通路を閉鎖するバルブと
からなることを特徴とする。
【0016】本発明の案内動作型制御バルブにおいて、
前記本体が負荷感知流入部を有し、さらに前記流入通路
からの圧力を超える前記負荷感知流入部の圧力に応答し
て前記流入通路と前記流出通路間の流体の連通を閉鎖す
るように前記バルブ内に設けられた補償逆止バルブポペ
ットを有することを特徴とする。
【0017】本発明において、案内動作型制御バルブが
前記負荷感知流入部と前記流出通路間の前記補償逆止バ
ルブポペット内に延在する負荷感知通路と;前記負荷感
知流入部の圧力が前記流出通路の圧力以上であると前記
負荷感知通路を閉鎖するバルブを更に有することを特徴
とする。
【0018】本発明において、案内動作型制御バルブが
前記本体に結合され、前記流出通路から前記流入通路に
流れる作動液を制限する逆止バルブをさらに有すること
を特徴とする。
【0019】本発明において、案内動作型制御バルブが
前記前記本体の周囲に配置され、前記流出通路を閉鎖し
て作動液が前記流出通路から前記流入通路に流れるのを
制限する逆止バルブを更に有することを特徴とする。
【0020】本発明において、案内動作型制御バルブが
前記本体内に設けられ、前記逆止バルブに作用する外力
に応答して、前記流入通路と前記流出通路間の流体連通
を閉鎖する逆止バルブをさらに有することを特徴とす
る。
【0021】本発明において、案内動作型制御バルブ
が、前記本体内に設けられ、前記流出通路の圧力以上で
ある前記逆止バルブに作用する外圧に応答して、前記流
入通路と前記流出通路間の流体連通を閉鎖する逆止バル
ブを有することを特徴とする。
【0022】本発明において、案内動作型制御バルブが
前記流入通路と前記流出通路間に流体を連通させる位置
に前記逆止バルブポペットを押しつけるバネを更に有す
ることを特徴とする。
【0023】液圧制御バルブアセンブリがポンプ供給通
路とタンク通路と作用口とを有する分配ブロックと;第
1及び第2案内動作型制御バルブとからなり、前記第1
及び第2案内動作型制御バルブの各々が、(a)バルブ
シートを介在して流入部と流出部を画成する本体と;
(b)前記流入部と前記流出部間の流体の流れを制御す
るために前記バルブシートを選択的に係合させ、前記バ
ルブシートから離間した側の前記本体内の制御チャンバ
を形成する主バルブポペットと;(c)前記主バルブポ
ペット内に設けられ、前記制御チャンバ内に開口し、前
記流入部と流体が通じる内端部を有する開口部と;
(d)前記主バルブポペット内に設けられ、前記流入部
と前記制御チャンバ間に延びる流入区画と、前記開口部
と前記制御チャンバ間に延びる流出区画からなる案内通
路と;(e)前記制御チャンバと前記開口部間の連通を
選択的に封じる本体を有し、かつ前記前記本体に取り付
けられ、かつ開口部内に延在し、前記流出区画からの圧
力で作用する凹部と前記流出区画からの圧力で作用する
端部を含む圧力平衡ステムを有する案内ポペットと;
(f)前記主バルブポペットに対して、前記案内ポペッ
トを移動させるように動作可能に結合されたアクチュエ
ータとを有し、前記第1案内動作型制御バルブは前記ポ
ンプ供給通路と連通する流入部と前記作用口と連通する
流出部を有する前記分配ブロックに搭載され、かつ前記
第2案内動作型制御バルブは前記作用口と連通する流入
部と前記タンク通路と連通する流出部を有する前記分配
ブロックに搭載されることを有することを特徴とする。
【0024】本発明の液圧制御バルブアセンブリにおい
て、前記分配ブロックがさらに負荷感知通路を有し;か
つ前記第1案内動作型制御バルブがさらに前記負荷感知
通路と通じる前記本体内に設けられ、前記流入部の圧力
を超えた負荷検知圧力に応答して前記流入部と前記流出
部間の流体の連通を閉鎖する圧力補償器からなることを
特徴とする。
【0025】本発明の液圧制御バルブアセンブリにおい
て、前記前記第1および第2案内動作型制御バルブのア
クチュエータが前記案内ポペットを動作させる電機子を
有するソレノイドであることを特徴とする。
【0026】本発明の液圧制御バルブアセンブリにおい
て、前記分配ブロックがさらに負荷感知通路を有し;か
つ前記第1案内動作型制御バルブがさらに前記負荷感知
通路と通じる前記バルブ本体内に設けられ、前記流入部
の圧力を超えた負荷検知圧力に応答して前記流入部と前
記流出部間の流体の連通を閉鎖する補償逆止バルブポペ
ットからなることを特徴とする。
【0027】本発明において、液圧制御バルブアセンブ
リが前記負荷感知通路と前記流出部間の前記補償逆止バ
ルブポペット内に延在する負荷感知チャンネルと;前記
負荷感知通路の圧力が前記流出部の圧力以上になると前
記負荷感知チャンネルを閉鎖するバルブとをさらに有す
ることを特徴とする。
【0028】本発明の液圧制御バルブアセンブリにおい
て、前記第2案内動作型制御バルブがさらに前記本体内
に設けられ、前記作用口の圧力が前記タンク通路の圧力
を超えると前記流出部から前記流入部に作動液が流れる
のを防止する逆止バルブからなることを特徴とする。
【0029】本発明において、液圧制御バルブアセンブ
リが、ポンプ供給通路と、タンク通路と、負荷感知通路
と、第1作用口と、第2作用口を有する分配ブロック
と;第1及び第2案内動作型制御バルブとからなり、第
1及び第2案内動作型制御バルブの各々が、(a)第1
バルブシートを介在して第1流入部と第1流出部を画成
する第1本体と;(b)前記第1流入部と前記第1流出
部間の流体の流れを制御するために前記バルブシートを
選択的に係合させ、前記第1バルブシートから前記第1
主バルブポペットから離間した側の前記本体内に第1制
御チャンバを形成する第1主バルブポペットと;(c)
前記第1主バルブポペット内に設けられ、前記第1制御
チャンバ内に開口し、前記第1流入部と流体が通じる内
端部を有する第1開口部と;(d)前記第1主バルブポ
ペット内に設けられ、前記第1流入部と前記第1制御チ
ャンバ間に延びる第1流入区画と、前記第1開口部と前
記第1制御チャンバ間に延びる第1流出区画からなる第
1案内通路と;(e)前記第1制御チャンバと第1開口
部間の連通を選択的に封じる第1ポペット本体を有し、
かつ前記第1ポペット本体にとりつけられ、かつ第1開
口部内に延在する、前記第1流出区画からの圧力で作用
する第1凹部と前記第1流入区画からの圧力で作用する
端部を含む圧力平衡ステムを有する第1案内ポペット
と;(f)前記負荷感知通路と連通する前記第1本体に
設けられ、前記第1流入部からの圧力を超えた負荷感知
通路の圧力に応答して、前記第1流入部と前記第1流出
部間の流体の連通を閉鎖する圧力補償器と:(g)前記
第案内ポペットを移動させるように動作可能に結合され
た第1アクチュエータと;前記第1案内動作型供給バル
ブは前記ポンプ供給通路と連通する第1流入部と前記第
1作用口と連通する第1流出部を有する前記分配ブロッ
クに搭載され、かつ前記第2案内動作型供給バルブは前
記ポンプ供給通路と連通する第1流入部と前記第2作用
口と連通する第1流出部を有する前記分配ブロックに搭
載され、第1及び第2案内動作型復帰バルブの各々が、
(h)第2バルブシートを介在して第2流入部と第2流
出部を画成する第2本体と;(i)前記第2流入部と前
記第2流出部間の流体の流れを制御するために前記第2
バルブシートを選択的に係合させ、前記第2バルブシー
トから前記第2主バルブポペットの離間した側の前記第
2本体内に第2制御チャンバを形成する第2主バルブポ
ペットと;(j)前記第2主バルブポペット内に設けら
れ、前記第2制御チャンバ内に開口し、前記第2流入部
と流体が通じる内端部を有する第2開口部と;(k)前
記第2主バルブポペット内に設けられ、前記第2流入部
と前記第2制御チャンバ間に延びる第2流入区画と、前
記第2開口部と前記第2制御チャンバ間に延びる第2流
出区画からなる第2案内通路と;(l)前記第2制御チ
ャンバと第2開口部間の連通を選択的に封じる第2ポペ
ット本体を有し、かつ前記第2ポペット本体にとりつけ
られ、かつ第2開口部内に延在する、前記第2流出区画
からの圧力で作用する第2凹部と前記第2流入区画から
の圧力で作用する端部を含む第2圧力平衡ステムを有す
る第2案内ポペットと;(m)前記第2本体に結合さ
れ、第1または第2作用口の圧力が前記タンク通路の圧
力を超えると前記第2流出部から前記第2流入部に流れ
る作動油を制限する逆止バルブと:(n)前記第2案内
ポペットを移動させるように動作可能に結合された第2
アクチュエータとからなり;前記第1案内動作型復帰バ
ルブは前記第1作用口と連通する第2流入部と前記タン
ク通路と連通する第2流出部を有する前記分配ブロック
に搭載され、かつ前記第2案内動作型供給バルブは前記
第2作用口と連通する第2流入部と前記タンク通路と連
通する第2流出部を有する前記分配ブロックに搭載され
ることを有することを特徴とする。
【0030】本発明の液圧制御バルブアセンブリにおい
て、前記圧力補償器が流出出力部間に延在する負荷感知
チャンネルを有する補償逆止バルブポペットと;前記負
荷感知通路の圧力が前記第1流出部の圧力以上であると
前記負荷感知チャンネルを閉鎖するバルブとからなるこ
とを特徴とする。
【0031】
【作用】流入通路と流出通路を画成する本体を有する案
内動作型制御バルブを含む装置において、制御バルブは
流入通路と流出通路間の流体の流れを制御するために、
ハウジング内のバルブシートを選択的に係合させる主バ
ルブポペットと、バルブシートから離間した主バルブポ
ペットの側の制御チャンバとを有する。
【0032】案内動作型制御バルブは主制御バルブポペ
ットに開口部を形成することにより改善され、この開口
部は制御チャンバに開口し、流体が入力通路と通じる内
端を有する。案内通路は主バルブポペット内に形成さ
れ、流入通路と制御チャンバ間に延在する流入区画と開
口部と制御チャンバ間に延在する流出区画に分割され
る。案内ポペットは制御チャンバと開口部間の連通を選
択的に封じるポペット本体と、開口部に延在するポペッ
ト本体にに取り付けられた圧力平衡ステムを有する。こ
の圧力平衡ステムは入出区画の圧力により作用する凹部
および、流入区画の圧力により作用する端部を有する。
アクチュエータは動作可能に結合され、ポペットバルブ
を主バルブポペットにたいして移動させる。
【0033】制御バルブの一実施例は本体内に負荷感知
流入口と、流入通路からの圧力を超える負荷感知流入口
圧力に応答して、流入口と流出口間流体が通じるのを閉
鎖するために本体に設けられた圧力補償器とを有する。
このバルブ機構は、圧力が負荷感知入力の圧力以上であ
る場合に、作用圧力を負荷感知流入口と連通させる。さ
らにこの実施例では、本体に結合され、流入口通路がよ
り高い圧力である場合流出通路から流入通路へ作動液が
流れるのを制限する逆止バルブを使用している。
【0034】別の実施例では、本体に結合され、流出口
通路の圧力が流入口通路の圧力を超えると、作動液が流
出口通路から流入口通路に流れるのを制限する逆止バル
ブを使用している。
【0035】液圧アクチュエータを動作させるためにい
くつかの案内動作型制御バルブ内蔵した液圧制御バルブ
アセンブリも記載される。
【0036】
【実施例】まず図1を参照すると、供給バルブ10は作
動液分配ブロック12内に搭載され、延在する縦導孔1
6を持った円筒型バルブ本体14から構成される。バル
ブ本体14は縦導孔16と通じる横流入通路18を有す
る。横流出通路20はバルブ本体14を介して延在し、
流入通路18と流出通路20間の中間チャンバ20を画
成する縦導孔16と連通する。流入通路18が中間チャ
ンバ21に開口するようにバルブシート22が形成され
る。
【0037】主バルブポペット24は縦導孔16内の摺
動可能に位置決めされ、バルブシート22と係合して流
入通路18と中間チャンバ21間の流体の流れを選択的
に制御する。主バルブポペット24は流入通路18と流
出通路20間に案内通路30を有し、案内通路30が流
入区画26、流出区画32、縦導孔16の制御チャンバ
28に小分割される。流入区画26は流入通路18か
ら、中間チャンバ21から主バルブポペット24の遠隔
の制御チャンバ28に延在する。流出区画32は制御チ
ャンバ28から中間チャンバ21に延在する。具体的に
は、流出通路は主バルブポペット24の中央に設けられ
た圧力平衡開口部34を介して制御チャンバ28に開口
する。
【0038】主バルブポペット24の動きはソレノイド
コイル38、電機子42、案内ポペット44からなるソ
レノイド36により制御される。ソレノイドコイル38
は縦導孔16の一端で受けられバルブ本体14で固着さ
れた端部板40により正しく保持される。非磁性体の管
41がソレノイドコイル38に受けられ、この管内の環
状電機子42が主バルブポペット42に突出している。
ソレノイドコイル38を通電して発生した電磁界に応答
して、電機子42が管41内を摺動する。
【0039】案内ポペット44は環状電機子42の導孔
内に設けられ、終端板40内の開口部にはめ込まれた調
整ピストン48と係合する主バネ42により電機子の一
端に向けて偏綺されている。ソレノイドコイル38の非
通電状態において、主バネ46は電機子と案内ポペット
を主バルブポペット24に向けて押している電機子42
の導孔内の肩部50に対して案内ポペット44を押しつ
けている。この状態で、案内ポペット44の切頭円錐形
部45は制御チャンバ28内で流出通路32の開口部に
当接し、案内通路30の流入区画26と流出区画32間
の連通を閉鎖する。副バネ52は電機子42から離間し
た主バルブポペット24を押しつけている。案内ポペッ
ト44は制御チャンバ28と主バネ46が設けられた空
洞部間に延在する通路54を有し、流体がチャンバと空
洞部間に流れるのを可能にする。
【0040】圧力平衡ステム56は案内ポペット44か
ら主バルブポペット24の圧力平衡開口部34に突出し
ている。このステム56は案内通路30を封じる案内ポ
ペット44の切頭円錐形部45とステムとの間の接合面
で環状凹部58を有する。圧力平衡開口部34の一部分
はバルブステム56の端部を超えており、案内通路流入
区画26を介して流入通路18に通じる交差開口部を有
する。従って、供給圧力が圧力平衡ステム56の端部に
印加され、中間チャンバ21の圧力が圧力平衡ステムの
他端の環状凹部58に印加される。
【0041】上述の供給バルブ10の一部はソレノイド
コイル38に電流を流すと比例バルブとして機能する。
供給バルブ10を通過する作動液の速度はソレノイドコ
イル38に流れる電流の大きさに比例する。電流は、ソ
レノイドコイル内に設けられかつ主バルブポペット24
から離間した電機子42を通る電磁界を発生させる。電
機子の肩部50は案内ポペット44の合わせ表面と係合
し、後者の構成要素は主バルブポペット24から離間し
て移動し、作動液が流入通路18から中間チャンバ21
へ案内通路流入区画26、制御チャンバ28、流出区画
32を介して流れるのを可能にする。
【0042】中間チャンバ21が流出通路20が流出通
路20と連通する(例えば、逆止バルブ60と75が開
状態にある)瞬間を想定すると、案内通路30を通過す
る作動液の流れは中間チャンバ21と低圧力状態の制御
チャンバ28間に圧力不均衡を生じる。この圧力差によ
り、主バルブポペット24は流入通路18と流出通路2
0間に直接の通路を開口する主バルブシート22から離
間するように移動する。主バルブポペット24の動きは
案内ポペット44の切頭円錐部45と接触するまで継続
する。このように、主ポペットはバルブシート22から
離間して移動する距離およびバルブ流入部と流出部と作
動液の流速間で形成される開口部の寸法は電機子42の
一部と案内ポペット44の位置により決定される。これ
らのパラメータはソレノイドコイル44を流れる電流の
大きさで制御される。
【0043】案内ポペット44の圧力平衡ステム56は
流出通路と連通するステムの周囲の環状凹部58を有す
る案内通路流出区画32に位置決めされる。このように
通常の条件では、凹部58は流出圧力に露出され、圧力
平衡ステム56の遠隔端部は流入通路18の圧力に露出
される。好ましくは、制御圧力を受けるステム凹部58
とステム端部表面35の有効圧力応答面積は制御圧力が
ポペットを主ポペット24に向けて作用する案内ポペッ
ト44の有効面積に等しい。この方法で、案内ポペット
44は液圧的に平衡状態になり、このポペットに作用す
る力のみが主バネ46とソレノイドコイル38により生
ずる。
【0044】供給バルブ10は、上述のように、分配ブ
ロック12の作用口の各々の圧力を感知する圧力補償機
構を含み、加圧流体を分配ブロックに与える可変排除ポ
ンプの制御入力部の圧力中の最大圧力を供給する。可変
排除ポンプは制御入力に加えられる圧力と“マージン”
として知られる一定の圧力の和に等しい出力圧力を発生
する。この圧力補償機構によりこのマージンが制御バル
ブ間の圧力差をほぼ一定にする。この種の圧力補償装置
は米国特許第5,579,642号に記載されており、
ここでは参考として記載される。
【0045】圧力補償のための上述の従来装置が個別の
バルブ機構に利用されたが、本発明の供給バルブ10は
補償部品がバルブ本体14内に内蔵されている。具体的
には、圧力補償機構60は、図1に示されるように、バ
ルブ本体14内の導孔16の内端部に設けられる。補償
逆止バルブポペット61はバルブ本体14の内端68の
スロットに設けられた第2スナップリング66と係合す
るバネ64により第1スナップリング62に偏綺され
る。このように、補償逆止バルブポペット61は供給バ
ルブ10の中間チャンバ21と流出通路20間に作動液
の流れるのを阻止する閉鎖位置に向けて偏綺される。バ
ルブ本体20の内端部68は開口部を有し、この開口部
を通して負荷感知圧力が分配ブロック12の通路74か
ら印加される。
【0046】この圧力補償装置では、負荷感知圧力が関
連するすべての作用口の圧力中で最大圧力であり、ポペ
ットを閉鎖状態にするように圧力補償バルブポペット6
1のバネ側に加えられる。ポペットの反対側は、供給バ
ルブ10が開口して中間チャンバ21に加えられるにつ
れて、供給圧力を受ける。バルブアセンブリの別の作用
口の圧力が特殊な供給バルブ10と関連する作用口の圧
力以上であると、圧力補償逆止バルブポペット61は強
制的に閉鎖する。そうでなければ、圧力補償逆止バルブ
ポペット61は圧力差の関数である角度に応じて開口す
る。
【0047】作用口圧力が補償逆止バルブポペット61
を介して通路内に設けられた負荷感知バルブ70により
感知される。平坦負荷感知バルブ70はバネ64により
補償逆止バルブポペット61に対して保持された開口部
を有する円盤72により正しく保持される。その結果、
もしこの特殊なバルブ用の作用口圧力が分配ブロック1
2用のすべての作用口間での最大圧力であれば、負荷検
知バルブ70は開口し作用口圧力を負荷検知通路74に
伝達する。別の作用口が最大圧力であると、この負荷感
知通路74内の圧力はバルブの出力通路20の圧力以上
であり、負荷感知バルブ70は閉鎖状態にある。
【0048】供給バルブ10は作動液が作用口から開状
態の供給バルブを介して逆流するのを防止するために逆
止バルブ75を持っている。このような逆流はバルブ1
0から供給されている装置が流体を供給バルブに逆流さ
せる非常に大きな負荷を動作する場合に生じる。この逆
止バルブ75はバルブ本体14の外側の周囲のスリーブ
76により実施され、流出通路20に沿ってバネ78に
より偏綺される。作用口圧力と中間チャンバ21からの
圧力を受けるスリーブ76の各表面はサイズを変えら
れ、中間チャンバ圧力がより大きくなると逆止バルブ7
5が開状態になり、作用口圧力がより大きくなると流出
口通路20を遮断する。
【0049】図2を参照して、戻り(復帰)バルブ90
は供給バルブ10に関して記載されたものと同様なソレ
ノイド動作型バルブ92を持っている。このバルブ92
において、主バルブポペット94は作用流出部96と戻
り口98間の通路を開状態および閉状態にする。
【0050】戻りバルブ90は圧力補償逆止バルブアセ
ンブリも、供給バルブ10の流出領域に設けられた負荷
感知バルブおよび個別の逆止バルブも持っていない。そ
のかわり、開放バルブは戻りバルブ90の作用口領域に
設けられた内部逆止バルブ1を持っている。内部逆止バ
ルブ100はバネ104によりバルブ本体95の端から
離間して偏綺されたポペット102を有する。逆止バル
ブポペット102は戻りバルブ90が存在する分配ブロ
ック12に形成された穴の底部から延びる案内ピンを受
ける中央開口部105を有する。戻りバルブ90の端部
と分配ブロック穴の底部との間の空洞112はチャンネ
ル108により分配ブロック12の作用口に導く通路1
10に接続されている。したがって、空洞112は内部
逆止バルブ100をバルブ本体95に対する内方向に移
動させ、戻り口98を閉鎖する傾向を有する作用口圧力
を受ける。
【0051】図3を参照して、流体分配ブロック12の
区画200は例えば液圧シリンダの異なるチャンバのよ
うな双方向アクチュエータに結合するための2つの作用
口201および202を有する。区画200は複数のア
クチュエータを開口する流体分配ブロックを形成するた
めに、一方が他方の上部に積層された複数の区画の一つ
であってもよい。区画200は(図3の平面の内側から
外側に)突き抜ける2つのタンクチャンネル204と、
タンクチャンネルに平行に走る一対の供給チャンネル2
06を有する。タンク204は外部のホース(図示せ
ず)により溜タンクに接続される。供給チャンネル20
6は外部のホース(図示せず)によりポンプに接続され
る。類似の負荷感知チャンネル208が分配ブロック1
2の区画200を介して設けられている。
【0052】ポンプ通路206の一つと対応する作用口
間の流体の流れを制御するために、作用口201は関連
する供給バルブ210を有し、作用口202は供給バル
ブ212を有する。供給バルブ201および202はそ
れぞれ図1に記載され示された型のバルブである。負荷
感知チャンネル208は供給バルブ210と212の内
部端部と連通する。分配ブロック区画200は一つの作
用口201および202から図2に示される型の個別の
戻りバルブ218および220の流入通路に個別的に延
在する横断チャンネル214及び216を有する。戻り
218と220の内部端部は通路222及び224を介
して関連する作用口横断チャンネル214または216
に結合される。作用口圧力は戻りバルブ218及び22
0の内部端部の対応する逆止バルブ100に印加され
る。
【0053】図4は流体分配ブロック12の区画200
内の複数の異なるバルブ12間の接続及び可変排除ポン
プ230と、溜タンク232と、液圧アクチュエータ2
34との接続を概略的に例示している。液圧アクチュエ
ータ234はピストン238により2つの内部チャンバ
240と242に分割されるシリンダ236から成るこ
とが示されている。
【0054】ピストン238を上昇させるために、制御
回路(図示せず)は供給バルブ210内のソレノイド3
6を通電して、ポンプ230からの作動液が供給バルブ
210内の一体型補償逆止バルブ60に流れるようにす
る。ソレノイド供給バルブから圧力が印加されると補償
逆止バルブ60を開放し、作動液が逆止バルブ75を介
して流れる。作動液は作用口201から底部のシリンダ
チャンバ240に流れ、ピストン238を上方に押し上
げる。
【0055】このとき、シリンダの底部のチャンバ24
0の戻りバルブ218がバルブを閉状態にしている主バ
ネ91(図2)により非通電状態にされる。さらに、タ
ンクチャンネル204に比べて横断チャンネル214の
比較的高いポンプ圧力は戻りバルブ218の逆止バルブ
100を閉状態にする。戻りバルブ218が偶然開放さ
れると、逆止バルブ100が供給バルブ210からの出
力流が戻りバルブ218を介してタンク232に流れる
のを防止する。
【0056】流体を底部シリンダチャンバ240に導入
して得られたピストン238を上昇させる力は上部チャ
ンバ242にあるピストンの上昇運動を妨げる流体を圧
縮する。しかしながら、このとき、制御回路からの信号
は戻りバルブを開放するシリンダの上部チャンバ242
の戻りバルブ220内のソレノイドを作動させる。この
ように、上部チャンバ242から出る作動液は戻りバル
ブ220を介してタンク232に流れる。横断チャンネ
ル216とタンクチャンネル204間の圧力差がバネ2
25の力を打ち勝つほど十分でないので、戻りバルブ2
20用の逆止バルブ100が偏綺されて開放する。
【0057】シリンダ上部チャンバ242から出た戻り
流体の圧力が供給バルブ212の逆止バルブ75を閉鎖
して、戻り圧力が供給バルブの負荷感知バルブ70とポ
ンプ230の動作に影響するのを阻止する。
【0058】もしピストン238に及ぶ負荷がポンプ圧
力以上になると、ピストンは作動液を底部シリンダチャ
ンバ240からバルブ区画200を介してポンプ240
に逆流させる傾向になる。供給バルブ210内の逆止バ
ルブ75が逆圧に応答して閉鎖し、アクチュエータ23
4からの作動液の逆流を制限する。逆止バルブ75は逆
圧が供給バルブ210内の負荷検知動作に影響するのを
防止する位置にある。低部シリンダチャンバ240内の
高圧力により戻りバルブ218内の逆止バルブ100が
閉鎖するので、流体がタンク232に排出されず、関連
するソレノイドバルブ92を開口する。したがって、バ
ルブアセンブリは重負荷がアクチュエータを下方に動か
すのを防止する。
【0059】ピストン238をシリンダ236内で下方
に移動させるために、制御回路が供給バルブ212と戻
りバルブ218のソレノイドを通電させ、その間バルブ
210と220のソレノイドを非通電状態に維持するこ
とがわかる。この交互動作により、作動液がポンプ23
0からシリンダ236の上部チャンバ242に供給さ
れ、その間作動液が低部チャンバ240からタンク23
2に排出される。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるソレ
ノイド動作型案内バルブは個別の逆止バルブを不要に
し、流体制御装置のサイズを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電磁動作型案内供給バルブを示す
図である。
【図2】本発明による電磁動作型排出バルブを示す図で
ある。
【図3】2個の供給バルブと2個の排出バルブを内蔵し
たバルブアセンブリの断面図である。
【図4】液圧制御装置に内蔵された図3のバルブアセン
ブリの概略図である。
【符号の説明】
10 供給バルブ 12 作動液分配ブロック 14 円筒バルブ本体 16 縦導孔 18 流入通路 20 流出通路 21 中間チャンバ 22 バルブシート 24 主バルブポペット 26 流入区画 28 制御チャンバ 30 案内通路 32 流出通路 34 平行開孔部 38 ソレノイドコイル 40 端部板 41 チューブ 42 電機子 44 案内ポペット 45 切頭円錐部 46 主バネ 48 調整ピストン 50 肩部 56 ステム 58 ステム凹部 60、70 逆止バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598096131 P.O. Box 257, Waukes ha, Wisconsin 53187− 0257 US (72)発明者 シャオロン ヤン アメリカ合衆国 53202 ウィスコンシン 州 ジャーマンタウン ダブリュ144 エ ヌ10222 レインツリー ドライブ

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流入通路と流出通路を画成する本体と;
    前記流入通路と前記流出通路間の流体の流れを制御する
    ために前記本体内のバルブシートを選択的に係合する主
    バルブと;前記バルブシートから離間した前記主バルブ
    パペットのある側に設けられた制御チャンバと;前記主
    バルブポペット内に形成され、前記制御チャンバに開口
    し、前記流入通路と通じる内部端部を有する開口部と;
    前記主バルブポペット弁内に形成され、前記流入通路と
    前記制御チャンバ間に延在する流入区画と、前記開口部
    と前記制御チャンバ間に延在する流出区画からなるた案
    内通路と;前記制御チャンバと前記開口部間の通路を選
    択的に封鎖し、ポペット本体に取り付けられ、前記開口
    部に延在する圧力平衡ステムを有する前記ポペット本体
    を有し、尚、前記圧力平衡ステムは前記流出区画の圧力
    により作用する凹部と前記流入区画の圧力により作用す
    る端部を持っている、案内ポペット弁と;前記主バルブ
    ポペットに対して前記案内ポペットを移動させるために
    動作可能に結合されたアクチュエータと;からなること
    を特徴とする案内動作型制御バルブ。
  2. 【請求項2】 前記案内ポペットは流体が前記案内ポペ
    ットの両側間に流れる通路を有することを特徴とする請
    求項1記載の案内動作型制御バルブ。
  3. 【請求項3】 前記アクチュエータは前記案内ポペット
    を動作させる電機子を有するソレノイドであることを特
    徴とする請求項1記載の案内動作型制御バルブ。
  4. 【請求項4】 前記アクチュエータはソレノイドからな
    り、前記ソレノイドが電磁コイルと;前記電機子内で受
    けられる案内ポペットを有する前記電磁コイル内の環状
    電機子と;前記電機子にたいして前記案内ポペットを押
    しつけるバネと;からなることを特徴とする請求項1記
    載の案内動作型制御バルブ。
  5. 【請求項5】 前記本体が負荷感知流入部を有し、さら
    に前記流入通路からの圧力を超える前記負荷感知流入部
    の圧力に応答して、前記流入通路と前記流出通路間の流
    体の連通を閉鎖する前記本体内に設けられた圧力補償器
    からなることを特徴とする請求項1記載の案内動作型制
    御バルブ。
  6. 【請求項6】 前記流入通路と前記流出通路間の流体連
    通が閉鎖する位置に向かって前記圧力補償器を押しつけ
    るバネを更に有することを特徴とする請求項5記載の案
    内動作型制御バルブ。
  7. 【請求項7】 更に前記負荷感知流入通路と前記流出通
    路間に延在する負荷感知通路と;前記負荷感知流入部の
    圧力が前記流出部の圧力より大であると、前記負荷感知
    通路を閉鎖するバルブとからなることを特徴とする請求
    項5記載の案内動作型制御バルブ。
  8. 【請求項8】 前記本体が負荷感知流入部を有し、さら
    に前記流入通路からの圧力を超える前記負荷感知流入部
    の圧力に応答して前記流入通路と前記流出通路間の流体
    の連通を閉鎖するように前記バルブ内に設けられた補償
    逆止バルブポペットを有することを特徴とする請求項1
    記載の案内動作型制御バルブ。
  9. 【請求項9】 前記負荷感知流入部と前記流出通路間の
    前記補償逆止バルブポペット内に延在する負荷感知通路
    と;前記負荷感知流入部の圧力が前記流出通路の圧力以
    上であると前記負荷感知通路を閉鎖するバルブを更に有
    することを特徴とする請求項8記載の案内動作型制御バ
    ルブ。
  10. 【請求項10】 前記本体に結合され、前記流出通路か
    ら前記流入通路に流れる作動液を制限する逆止バルブを
    さらに有することを特徴とする請求項1記載の案内動作
    型制御バルブ。
  11. 【請求項11】 前記前記本体の周囲に配置され、前記
    流出通路を閉鎖して作動液が前記流出通路から前記流入
    通路に流れるのを制限する逆止バルブを更に有すること
    を特徴とする請求項1記載の案内動作型制御バルブ。
  12. 【請求項12】 前記本体内に設けられ、前記逆止バル
    ブに作用する外力に応答して、前記流入通路と前記流出
    通路間の流体連通を閉鎖する逆止バルブをさらに有する
    ことを特徴とする請求項1記載の案内動作型制御バル
    ブ。
  13. 【請求項13】 前記本体内に設けられ、前記流出通路
    の圧力以上である前記逆止バルブに作用する外圧に応答
    して、前記流入通路と前記流出通路間の流体連通を閉鎖
    する逆止バルブを有することを特徴とする請求項1記載
    の案内動作型制御バルブ。
  14. 【請求項14】 前記流入通路と前記流出通路間に流体
    を連通させる位置に前記逆止バルブポペットを押しつけ
    るバネを更に有することを特徴とする請求項13記載の
    案内動作型制御バルブ。
  15. 【請求項15】 ポンプ供給通路とタンク通路と作用口
    とを有する分配ブロックと;第1及び第2案内動作型制
    御バルブとからなり、 前記第1及び第2案内動作型制御バルブの各々が、 (a)バルブシートを介在して流入部と流出部を画成す
    る本体と; (b)前記流入部と前記流出部間の流体の流れを制御す
    るために前記バルブシートを選択的に係合させ、前記バ
    ルブシートから離間した側の前記本体内の制御チャンバ
    を形成する主バルブポペットと; (c)前記主バルブポペット内に設けられ、前記制御チ
    ャンバ内に開口し、前記流入部と流体が通じる内端部を
    有する開口部と; (d)前記主バルブポペット内に設けられ、前記流入部
    と前記制御チャンバ間に延びる流入区画と、前記開口部
    と前記制御チャンバ間に延びる流出区画からなる案内通
    路と; (e)前記制御チャンバと前記開口部間の連通を選択的
    に封じる本体を有し、かつ前記前記本体に取り付けら
    れ、かつ開口部内に延在し、前記流出区画からの圧力で
    作用する凹部と前記流出区画からの圧力で作用する端部
    を含む圧力平衡ステムを有する案内ポペットと; (f)前記主バルブポペットに対して、前記案内ポペッ
    トを移動させるように動作可能に結合されたアクチュエ
    ータとを有し、 前記第1案内動作型制御バルブは前記ポンプ供給通路と
    連通する流入部と前記作用口と連通する流出部を有する
    前記分配ブロックに搭載され、かつ前記第2案内動作型
    制御バルブは前記作用口と連通する流入部と前記タンク
    通路と連通する流出部を有する前記分配ブロックに搭載
    されることを有することを特徴とする液圧制御バルブア
    センブリ。
  16. 【請求項16】 前記分配ブロックがさらに負荷感知通
    路を有し;かつ前記第1案内動作型制御バルブがさらに
    前記負荷感知通路と通じる前記本体内に設けられ、前記
    流入部の圧力を超えた負荷検知圧力に応答して前記流入
    部と前記流出部間の流体の連通を閉鎖する圧力補償器か
    らなることを特徴とする請求項15記載の液圧制御バル
    ブアセンブリ。
  17. 【請求項17】 前記前記第1および第2案内動作型制
    御バルブのアクチュエータが前記案内ポペットを動作さ
    せる電機子を有するソレノイドであることを特徴とする
    請求項15記載の液圧制御バルブアセンブリ。
  18. 【請求項18】 前記分配ブロックがさらに負荷感知通
    路を有し;かつ前記第1案内動作型制御バルブがさらに
    前記負荷感知通路と通じる前記バルブ本体内に設けら
    れ、前記流入部の圧力を超えた負荷検知圧力に応答して
    前記流入部と前記流出部間の流体の連通を閉鎖する補償
    逆止バルブポペットからなることを特徴とする請求項1
    5記載の液圧制御バルブアセンブリ。
  19. 【請求項19】 前記負荷感知通路と前記流出部間の前
    記補償逆止バルブポペット内に延在する負荷感知チャン
    ネルと;前記負荷感知通路の圧力が前記流出部の圧力以
    上になると前記負荷感知チャンネルを閉鎖するバルブと
    をさらに有することを特徴とする請求項18記載の液圧
    制御バルブアセンブリ。
  20. 【請求項20】 前記第2案内動作型制御バルブがさら
    に前記本体内に設けられ、前記作用口の圧力が前記タン
    ク通路の圧力を超えると前記流出部から前記流入部に作
    動液が流れるのを防止する逆止バルブからなることを特
    徴とする請求項15記載の液圧制御バルブアセンブリ。
  21. 【請求項21】 ポンプ供給通路と、タンク通路と、負
    荷感知通路と、第1作用口と、第2作用口を有する分配
    ブロックと;第1及び第2案内動作型制御バルブとから
    なり、 第1及び第2案内動作型制御バルブの各々が、 (a)第1バルブシートを介在して第1流入部と第1流
    出部を画成する第1本体と; (b)前記第1流入部と前記第1流出部間の流体の流れ
    を制御するために前記バルブシートを選択的に係合さ
    せ、前記第1バルブシートから前記第1主バルブポペッ
    トから離間した側の前記本体内に第1制御チャンバを形
    成する第1主バルブポペットと; (c)前記第1主バルブポペット内に設けられ、前記第
    1制御チャンバ内に開口し、前記第1流入部と流体が通
    じる内端部を有する第1開口部と; (d)前記第1主バルブポペット内に設けられ、前記第
    1流入部と前記第1制御チャンバ間に延びる第1流入区
    画と、前記第1開口部と前記第1制御チャンバ間に延び
    る第1流出区画からなる第1案内通路と; (e)前記第1制御チャンバと第1開口部間の連通を選
    択的に封じる第1ポペット本体を有し、かつ前記第1ポ
    ペット本体にとりつけられ、かつ第1開口部内に延在す
    る、前記第1流出区画からの圧力で作用する第1凹部と
    前記第1流入区画からの圧力で作用する端部を含む圧力
    平衡ステムを有する第1案内ポペットと; (f)前記負荷感知通路と連通する前記第1本体に設け
    られ、前記第1流入部からの圧力を超えた負荷感知通路
    の圧力に応答して、前記第1流入部と前記第1流出部間
    の流体の連通を閉鎖する圧力補償器と: (g)前記第案内ポペットを移動させるように動作可能
    に結合された第1アクチュエータと;前記第1案内動作
    型供給バルブは前記ポンプ供給通路と連通する第1流入
    部と前記第1作用口と連通する第1流出部を有する前記
    分配ブロックに搭載され、かつ前記第2案内動作型供給
    バルブは前記ポンプ供給通路と連通する第1流入部と前
    記第2作用口と連通する第1流出部を有する前記分配ブ
    ロックに搭載され、 第1及び第2案内動作型復帰バルブの各々が、 (h)第2バルブシートを介在して第2流入部と第2流
    出部を画成する第2本体と; (i)前記第2流入部と前記第2流出部間の流体の流れ
    を制御するために前記第2バルブシートを選択的に係合
    させ、前記第2バルブシートから前記第2主バルブポペ
    ットの離間した側の前記第2本体内に第2制御チャンバ
    を形成する第2主バルブポペットと; (j)前記第2主バルブポペット内に設けられ、前記第
    2制御チャンバ内に開口し、前記第2流入部と流体が通
    じる内端部を有する第2開口部と; (k)前記第2主バルブポペット内に設けられ、前記第
    2流入部と前記第2制御チャンバ間に延びる第2流入区
    画と、前記第2開口部と前記第2制御チャンバ間に延び
    る第2流出区画からなる第2案内通路と; (l)前記第2制御チャンバと第2開口部間の連通を選
    択的に封じる第2ポペット本体を有し、かつ前記第2ポ
    ペット本体にとりつけられ、かつ第2開口部内に延在す
    る、前記第2流出区画からの圧力で作用する第2凹部と
    前記第2流入区画からの圧力で作用する端部を含む第2
    圧力平衡ステムを有する第2案内ポペットと; (m)前記第2本体に結合され、第1または第2作用口
    の圧力が前記タンク通路の圧力を超えると前記第2流出
    部から前記第2流入部に流れる作動油を制限する逆止バ
    ルブと: (n)前記第2案内ポペットを移動させるように動作可
    能に結合された第2アクチュエータとからなり; 前記第1案内動作型復帰バルブは前記第1作用口と連通
    する第2流入部と前記タンク通路と連通する第2流出部
    を有する前記分配ブロックに搭載され、かつ前記第2案
    内動作型供給バルブは前記第2作用口と連通する第2流
    入部と前記タンク通路と連通する第2流出部を有する前
    記分配ブロックに搭載されることを有することを特徴と
    する液圧制御バルブアセンブリ。
  22. 【請求項22】 前記圧力補償器が流出出力部間に延在
    する負荷感知チャンネルを有する補償逆止バルブポペッ
    トと;前記負荷感知通路の圧力が前記第1流出部の圧力
    以上であると前記負荷感知チャンネルを閉鎖するバルブ
    とからなることを特徴とする請求項21記載の液圧制御
    バルブアセンブリ。
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